一种写绘机的制作方法

本实用新型涉及一种写绘机，属于写绘机械技术领域。

背景技术：

随着科技的不断发展，用机器代替人工作业越来越普及。例如，在日常生活中，会有很多需要重复手写的工作，人工作业的工作量很大，于是就出现了写绘机。写绘机可以替代人工来完成重复手写的工作。

写绘机中写绘部件的运动需要驱动部件来驱动，目前已有的写绘机中用舵机作为驱动部件来驱动写绘部件，但舵机寿命短，驱动速度慢，无法应付高速写字或绘画。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种写绘机，解决了现有写绘机驱动部件寿命短，驱动速度慢，无法应付高速写字或绘画的问题。

本实用新型提供了一种写绘机，包括绘图台面、夹持单元、与所述夹持单元连接的第一驱动单元，所述夹持单元用于夹持绘图笔；所述第一驱动单元用于驱动所述夹持单元在垂直于所述绘图台面的方向上运动，以带动所述绘图笔起落；所述写绘机还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元用于驱动所述第一驱动单元在平行于所述绘图台面的平面上移动，以带动所述绘图笔在所述绘图台面上工作；所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均为步进电机驱动。

可选的，所述第二驱动单元包括x轴驱动模块和y轴驱动模块；所述y轴驱动模块用于带动所述x轴驱动模块沿所述绘图台面纵向运动；所述x轴驱动模块用于带动所述第一驱动单元沿所述绘图台面横向运动。

可选的，所述y轴驱动模块包括两个y轴驱动子模块；两个所述y轴驱动子模块分别设置在所述绘图台面纵向方向上的相对的两侧；所述x轴驱动模块设置在所述绘图台面横向方向上；所述x轴驱动模块的两端分别与两个所述y轴驱动子模块连接。

可选的，所述y轴驱动子模块包括第一步进电机、第一固定板、第一导轨、第一同步带轮，第一同步带和第一滑轮；所述第一导轨设置在所述绘图台面纵向方向的侧边上；所述第一步进电机设置在第一固定板上；所述第一步进电机的电机轴穿过所述第一同步带轮内孔并带动所述第一同步带轮转动；所述第一滑轮的中心轴与第一固定板固定；所述第一同步带套设在所述第一导轨和所述第一同步带轮上，所述第一滑轮设在所述第一同步带上，所述第一同步带可带动所述第一滑轮以电机轴转动方向相反的方向运动。

可选的，还包括第二滑轮，以及与所述第一导轨背向设置的第二导轨；所述第二滑轮的中心轴与第一固定板固定；所述第二滑轮设置在所述第二导轨上并可沿第二导轨移动。

可选的，所述x轴驱动模块包括第二步进电机、第二固定板、第三固定板、第二同步带轮、第一同步滑轮、第二同步带；所述第二固定板和所述第三固定板分别与所述绘图台面两侧的所述y轴驱动子模块连接；所述第二步进电机与第二固定板连接，所述第二步进电机的电机轴穿过所述第二同步带轮内孔并带动所述第二同步带轮转动；所述第一同步滑轮转动设置于第三固定板上；所述第二同步带套设在所述第二同步带轮与第一同步滑轮上。

可选的，所述第一驱动单元包括第三步进电机、第三同步带轮、第三同步带、第二同步滑轮，以及第四固定板；所述第四固定板与所述第二同步带连接；所述第三步进电机设置于第四固定板上，所述第三步进电机的电机轴穿过第三同步带轮内孔并带动所述第三同步带轮转动，所述第二同步滑轮转动设置于第四固定板上，所述第三同步带套设在所述第三同步带轮和所述第二同步滑轮上；所述第三同步带与所述夹持单元连接。

可选的，所述x轴驱动模块还包括第三导轨和第一滑块，所述第三导轨沿所述绘图台面横向方向设置，所述第一滑块固定设置在第四固定板上；所述第一滑块设置在所述第三导轨上并可沿所述第三导轨滑动。

可选的，所述第一驱动单元还包括第二滑块和第四导轨；所述第四导轨沿垂直于所述绘图台面的方向设置；所述第四导轨固定连接在第四固定板上；所述第二滑块设置在所述第四导轨上并可沿所述第四导轨滑动。

可选的，还包括控制模组，所述控制模组用于控制所述第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机的启动或关闭。

本实用新型能产生的有益效果包括：

本实用新型提供的写绘机，通过在绘图台面上设置第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元和第二驱动单元配合运动可带动夹持单元夹持的绘图笔在绘图台面上工作。本申请的第一驱动单元和第二驱动单元采用步进电机驱动，相较于现有的写绘机采用舵机驱动，本申请采用步进电机驱动使写绘机的使用寿命更长，驱动速度更快，并适用于高速写字或绘画。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的写绘机结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的写绘机结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的写绘机结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的写绘机的第一驱动单元和夹持单元结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的写绘机的第一驱动单元和夹持单元结构的爆炸图。

具体实施方式

下面结合实施例详述本实用新型，但本实用新型并不局限于这些实施例。

本实用新型实施例提供了一种写绘机，如图1至图5所示，包括绘图台面1、夹持单元2、与夹持单元2连接的第一驱动单元，夹持单元2用于夹持绘图笔28；第一驱动单元用于驱动夹持单元2在垂直于绘图台面1的方向上运动，以带动绘图笔28起落；写绘机还包括第二驱动单元，第二驱动单元用于驱动第一驱动单元在平行于绘图台面1的平面上移动，以带动绘图笔28在绘图台面1上工作；第一驱动单元和第二驱动单元均为步进电机驱动。

其中，绘图台面1的四角分别与四个端板29固定连接，端板29支撑起整个绘图台面1。

夹持单元2用于夹持绘图笔28，可以为能够夹住笔的活动夹子，也可以为带手拧螺丝31的夹持部件，本实用新型实施例对此不做限定。

第一驱动单元、第二驱动单元有多种实现方式，本实用新型实施例对此不做限定。

本实用新型提供的写绘机，通过在绘图台面上设置第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元和第二驱动单元配合运动可带动夹持单元夹持的绘图笔在绘图台面上工作。本申请的第一驱动单元和第二驱动单元采用步进电机驱动，相较于现有的写绘机采用舵机驱动，本申请采用步进电机驱动使写绘机的使用寿命更长，驱动速度更快，并适用于高速写字或绘画。

进一步的，第二驱动单元包括x轴驱动模块和y轴驱动模块；y轴驱动模块用于带动x轴驱动模块沿绘图台面1纵向运动；x轴驱动模块用于带动第一驱动单元沿绘图台面1横向运动。

x轴驱动模块和y轴驱动模块有多种实现方式，本实用新型实施例对此不做限定。

进一步的，y轴驱动模块包括两个y轴驱动子模块；两个y轴驱动子模块分别设置在绘图台面1纵向方向上的相对的两侧；x轴驱动模块设置在绘图台面1横向方向上；x轴驱动模块的两端分别与两个y轴驱动子模块连接。

y轴驱动子模块有多种实现方式，本实用新型实施例对此不做限定。

进一步的，如图1至图3所示，y轴驱动子模块包括第一步进电机3、第一同步带轮7，第一同步带8，第一固定板4、第一导轨5和第一滑轮9；第一导轨5设置在绘图台面1纵向方向的侧边上；第一步进电机3设置在第一固定板4上；第一步进电机3的电机轴穿过第一同步带轮7内孔并带动第一同步带轮7转动；第一滑轮9的中心轴与第一固定板4固定；第一同步带8套设在第一导轨5和第一同步带轮7上，第一滑轮9设在第一同步带8上，第一同步带8可带动第一滑轮9以电机轴转动方向相反的方向运动。

其中，第一导轨5可以为型材、硬塑料等材料制作而成，本实用新型实施例对此不做限定。第一导轨5上设置有凹槽，凹槽可卡设第一同步带8，且凹槽宽度与第一滑轮9的轮子宽度相匹配，可使第一滑轮9在第一同步带8的带动下沿第一导轨5滑动。优选的，第一导轨5选用铝型材，因为铝型材可自带凹槽，且方便套设第一同步带8，满足了写绘机所需的功能要求的同时，铝型材的材料易得，可降低写绘机制作成本。

在实际应用中，第一步进电机3固定设置在第一固定板4上，可选的，可以用螺丝固定。第一步进电机3的电机轴穿过第一同步带轮7内孔后，采用顶丝将第一同步带轮7与电机轴固定，故当电机轴转动时，就能带动第一同步带轮7转动。

第一滑轮9的中心轴与第一固定板4固定，具体的，第一滑轮9的中心轴为螺杆，螺杆先穿过第一固定板上的通孔，套设隔离柱和垫片后装上第一滑轮9，螺杆前端再用尼龙螺母紧固。由于第一滑轮9的中心轴与第一固定板4固定，当第一同步带8被带动时，第一滑轮9沿第一同步带8运动的反方向运动，从而带动第一固定板4运动。第一固定板又与x轴运动模块连接，从而带动x轴沿绘图台面纵向方向运动。

在实际应用中，第一同步带8为闭口同步带，可以为皮带、链条等制作而成，本实用新型实施例对此不做限定。

第一滑轮9的数量大于或等于1个，第一滑轮9数量越多，有助于稳定且快速地带动x轴驱动模块运动。优选的，多个第一滑轮9安装在第一步进电机3的电机轴两侧，两侧滑轮数量尽量均等，可使x轴驱动模块的运动更稳定。更优选的，第一滑轮9个数为偶数，分为均等的两份安装在第一步进电机3的电机轴两侧，可进一步使x轴驱动模块的运动稳定。

本申请的两个y轴驱动子模块利用第一滑轮9在第一导轨5上滑动来带动x轴驱动模块运动，其中，第一滑轮9和第一导轨5材料易得，故可降低写绘机制作成本。

具体的驱动过程，如图3所示，在图中左侧的y轴驱动子模块中，当第一步进电机3的电机轴顺时针转动时，带动第一同步带轮7顺时针转动从而带动第一同步带8顺时针转动，由于第一滑轮9设置在第一同步带8上，受摩擦力的带动，第一滑轮9逆时针旋转，从而带动第一固定板4沿绘图台面1的纵向向下运动，由于x轴驱动模块与第一固定板4连接，从而带动x轴驱动模块沿绘图台面1的纵向向下运动；当第一步进电机3的电机轴逆时针转动时，带动第一同步带轮7逆时针转动从而带动第一同步带8逆时针转动，则第一滑轮9顺时针旋转，即可带动第一固定板4沿绘图台面1的纵向向上运动，从而带动x轴驱动模块沿绘图台面1的纵向向上运动。第一步进电机3的电机轴顺、逆时针交替运行，可带动x轴驱动模块沿绘图台面1的纵向方向向上或向下运动。

进一步的，y轴驱动子模块还包括第二滑轮10，以及与第一导轨5背向设置的第二导轨6；第二滑轮10的中心轴与第一固定板4固定；第二滑轮10设置在第二导轨6上并可沿第二导轨6移动。

在实际应用中，第一导轨5与第二导轨6背向设置，一般情况下，第一导轨5和第二导轨6分别设置在绘图台面1背面和正面的纵向侧边处。

第二滑轮10的中心轴与第一固定板4固定，具体的，第二滑轮10的中心轴为螺杆，螺杆先穿过第一固定板4上的通孔，套设偏心轮和垫片后装上第二滑轮10后，螺杆前端再用尼龙螺母紧固。当第一步进电机3的电机轴转动带动第一滑轮9转动时，第二滑轮10也转动，转动方向与第一滑轮9相同。由于第二滑轮10的设置，可使y轴驱动模块带动x轴驱动模块运动的速度更快。其中，偏心轮的设置可以调节第二滑轮10与第二导轨6的贴近程度，若第二滑轮10与第二导轨6太贴近，两者间阻力太大，第二滑轮10不能灵活滑动；若第二滑轮10与第二导轨6太远离，写绘机整体运动不稳定。

在实际应用中，第一滑轮9和第二滑轮10固定在第一固定板4上，再分别设置在绘图台面1的背面和正面，可将绘图台面1卡在第一滑轮9和第二滑轮10中间，可使y轴驱动模块的运动更稳定，从而稳定的带动x轴驱动模块运动。

进一步的，x轴驱动模块包括第二步进电机11、第二固定板12、第三固定板13、第二同步带轮14、第一同步滑轮15、第二同步带16；第二固定板12和第三固定板13分别与绘图台面1两侧的y轴驱动子模块连接；第二步进电机11与第二固定板12连接，第二步进电机11的电机轴穿过第二同步带轮14内孔并带动第二同步带轮14转动；第一同步滑轮15转动设置于第三固定板13上；第二同步带16套设在第二同步带轮14与第一同步滑轮15上。

其中，第一同步滑轮15为滑轮、法兰轴承等，本实用新型实施例对此不做限定。第二同步带16为闭口同步带，可以为皮带、链条等制作而成，本实用新型实施例对此不做限定。

在实际应用中，第二固定板12和第三固定板13分别与绘图台面1两侧的y轴驱动子模块固定连接，可选的，可以固定在两侧的y轴驱动子模块的第一固定板4上，也可以先横向设置条形板，条形板两端固定在两侧的y轴驱动子模块的第一固定板4上，第二固定板12和第三固定板13再与条形板固定，本实用新型实施例对此不做限定。

第二步进电机11与第二固定板12固定连接，可选的，可以用螺丝固定。第二步进电机11的电机轴与第二同步带轮14固定连接，可选的，采用顶丝固定。

在实际应用中，在第三固定板13上设置有通孔，第一同步滑轮15套设在螺栓上，螺栓再穿过第三固定板13上的通孔后套上螺母，从而实现第一同步滑轮15转动设置于第三固定板13上。进一步的，可以在第一同步滑轮15套设在螺栓上后，再套设隔离柱，之后螺栓穿过第三固定板13上的通孔后套上螺母，从而实现第一同步滑轮15转动设置于第三固定板13上，隔离柱的设置可以防止第一同步带16侧面紧邻第三固定板13，从而影响第二同步带16的运行。

第二同步带16套设在第二同步带轮14与第一同步滑轮15上，当第二步进电机11的电机轴带动第二同步带轮14转动时，就可以带动第二同步带16运动。

具体的驱动过程，如图1中，当第二步进电机11的电机轴逆时针转动时，带动第二同步带轮14逆时针旋转，第二同步带轮14再带动第二同步带16逆时针运动，由于第一驱动单元与第二同步带16通过第一转接板19固定连接，故第二同步带16带动第一驱动单元向右运动。当第二步进电机11的电机轴顺时针转动时，带动第二同步带轮14顺时针旋转，第二同步带轮14再带动第二同步带16顺时针运动，则第二同步带16带动第一驱动单元向左运动。第二步进电机11的电机轴顺、逆时针交替转动，可带动第一驱动单元沿绘图台面1横向方向左右移动。

进一步的，如图1、图4和图5所示，第一驱动单元包括第三步进电机20、第三同步带轮22、第三同步带24、第二同步滑轮23，以及第四固定板21；第四固定板21与第二同步带16连接；第三步进电机20设置于第四固定板21上，第三步进电机20的电机轴穿过第三同步带轮22内孔并带动第三同步带轮22转动，第二同步滑轮23转动设置于第四固定板21上，第三同步带24套设在第三同步带轮22和第二同步滑轮23上；第三同步带24与夹持单元2连接。

第二同步滑轮23为滑轮、法兰轴承等，本实用新型实施例对此不做限定。第三同步带24为闭口同步带，可以为皮带、链条等制作而成，本实用新型实施例对此不做限定。

在实际应用中，第四固定板21先与第一转接板19固定连接，第一转接板19再与第二同步带16固定连接，从而实现第四固定板21与第二同步带16的固定连接，可选的，可以用螺丝来实现固定连接。

第三步进电机20与第四固定板21固定连接，可选的，可以用螺丝固定。第三步进电机20的电机轴与第三同步带轮22固定连接，可选的，采用顶丝35固定。

在实际应用中，在第四固定板21上设置通孔，第二同步滑轮23套设在螺栓32上，螺栓32再穿过第四固定板21上的通孔后套上螺母34，从而实现第二同步滑轮23转动设置于第四固定板21上。进一步的，可以在第二同步滑轮23套设在螺栓32上后，再套设隔离柱33，之后螺栓32穿过第四固定板21上的通孔后套上螺母34，从而实现第二同步滑轮23转动设置于第四固定板21上，隔离柱33的设置可以防止第三同步带24侧面紧邻第四固定板21，从而影响第三同步带24的运行。

第三同步带24套设在第三同步带轮22与第二同步滑轮23上，当第三步进电机20的电机轴带动第三同步带轮22转动时，就可以带动第三同步带24运动。

具体的驱动过程，如图4中，当第三步进电机20的电机轴逆时针转动时，带动第三同步带轮22逆时针旋转，第三同步带轮22再带动第三同步带24逆时针运动，由于夹持单元2与第三同步带24固定连接，第三同步带24可以带动夹持单元2垂直向下运动。当第三步进电机20的电机轴顺时针转动时，带动第三同步带轮22顺时针旋转，第三同步带轮22再带动第三同步带24顺时针运动，此时第三同步带24可以带动夹持单元2垂直向上运动。当第三步进电机20电机轴顺、逆时针往复转动可带动夹持单元2在垂直方向上做上下运动。由于绘图笔28安装在夹持单元2上，从而可实现绘图笔28的抬落动作。

进一步的，x轴驱动模块还包括第三导轨17和第一滑块18，第三导轨17沿绘图台面横向方向设置，第一滑块18固定设置在第四固定板21上；第一滑块18设置在第三导轨17上并可沿第三导轨17滑动。

在实际应用中，第三导轨17两端可以固定设置在两侧y轴驱动子模块的第一固定板4上，第三导轨17两端也可以固定设置在第二固定板12与第三固定板13上，本实用新型实施例对第三导轨17固定位置不做限定。

第一滑块18背面固定设置在第四固定板4上，第一滑块18套设在第三导轨17上并沿第三导轨17滑动，可使第一驱动单元沿绘图台面1的横向运动更稳定。

进一步的，第一驱动单元还包括第二滑块26和第四导轨25；第四导轨25沿垂直于绘图台面的方向设置；第四导轨25固定连接在第四固定板21上；第二滑块26设置在第四导轨25上并可沿第四导轨25滑动。

在实际应用中，第二滑块26可以与夹持单元2一体成型；第二滑块26也可以先与第二转接板27用螺丝固定连接，第二转接板27再与夹持单元2用螺丝固定连接，从而实现第二滑块26与夹持单元2的固定连接。

由于第二滑块26与夹持单元2固定连接，第二滑块26可沿第四导轨25滑动，则夹持单元2可沿第四导轨25滑动，由于导轨背面固定设置在第四固定板21上，从而可使夹持单元2沿绘图台面的垂直方向的上下运动更稳定。绘图笔28设置在夹持单元2上，故绘图笔28的运动也更稳定，从而精度更高。

可选的，本申请写绘机还包括控制模组30，控制模组30用于控制第一步进电机3、第二步进电机11、第三步进电机20的启动或关闭。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。